基本的親和性の破綻を利用した病害抵抗性植物の作出

利用破坏基本亲和力创造抗病植物

基本信息

批准号：
18658019
负责人：
豊田和弘
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、病原糸状菌との基本的親和性成立に関与する植物遺伝子について解析し、その機能の改変に基づいた新たな病害防除技術を提案することを目的としている。これまでに、エンドウ褐紋病菌が生産する病原性因子(サプレッサー)に対する宿主植物の応答遺伝子をサプレッション・サブトラクティブハイブリダイゼーション(SSH)法で解析した。シーケンスの結果、約150遺伝子が単離され、その1つに葉緑体局在型のリポキシゲナーゼ(LOX,lipoxygenase)をコードする遺伝子が含まれることが明らかとなった。一般に、葉緑体局在のLOXはジャスモン酸合成への関与が推定され、サプレッサーが宿主植物のジャスモン酸合成経路を転写レベルから活性化していることが予想された。実際、LOXとその下流で働くallene oxide synthase(AOX)、allene oxide cyclase(AOC)ならびに12-oxophytodienoic acid reductase(OPR)のサイレンシング個体では、エンドウ褐紋病菌に対する罹病性が低下し、病斑形成の抑制が認められた。この結果は、サプレッサーの作用発現にはLOXを介した応答(ジャスモン酸経路)が関与し、これと拮抗するサリチル酸経路に依存した防御応答の抑制が関連しているものと考えられた。同様に、毒性発現にジャスモン酸経路を必要とする植物細菌毒素(コロナチン)の作用を調べた結果、いずれのサイレンシング植物でも壊死斑の形成が著しく阻害(遅延)された。以上の結果は、サプレッサーを含む病原性因子の作用発現は宿主の情報伝達系や代謝に依存しており、それらに関与する宿主遺伝子の改変によって、一部の病原菌(糸状菌、細菌)に対する耐性を付与できることを示す。

该研究主题旨在分析与致病真菌建立基本亲和力有关的植物基因，并根据其功能改变提出新的疾病控制技术。到目前为止，已经通过抑制减少杂交（SSH）分析了棕豌豆属产生的致病因子（抑制剂）的宿主植物反应基因。序列表明，分离了大约150个基因，其中一个包含一个编码叶绿体定位的脂氧酶（LOX）的基因。通常，假定叶绿体定位的LOX参与茉莉酸合成，并且可以预测，抑制剂会激活转录水平的宿主植物中的茉莉酸合成途径。实际上，用氧化物氧化物合酶（AOX），艾烯氧化物环酶（AOC）和12-氧化二苯酸还原（OPR）沉默的个体是在下游工作的，这是对棕色豌豆plasmm的敏感性降低的，并抑制了裂变。该结果表明，抑制剂的发作涉及LOX介导的反应（茉莉酸途径），以及抑制依赖于拮抗水杨酸途径的保护性反应。同样，我们研究了需要茉莉酸途径毒力的植物细菌毒素（冠状酸）的作用，并发现在所有沉默植物中，坏死性斑块形成受到显着抑制（延迟）。以上结果表明，包括抑制因子在内的病原因子的作用和表达取决于宿主的信号传导系统和代谢，以及所涉及的宿主基因的改变可以赋予某些病原体（纤维真菌，细菌）。